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电容电机中电容的作用-深圳市精捷瑞机电有限公司


目前单相异步电容式电动机主要有三大类

第一类,则是无离心开关,单电容移相式的,比如电风扇那些,通常都是小电动机上用的

第二类,则是有离心开关,单电容移相启动式的,比如一些风机等设备,但目前由于各种原因,这种电动机似乎越来越少。 但在一些特殊地方,的确微型感应式电容电机还存在。

第三类,即是有离心开关,双电容双值移相式的,目前在很多地方最常见,比如空气压缩机,切割机,台式电钻等地方。

首先简单说,

第一类,由于这种设计,启动钮矩不大,所以不适合高载荷设备,特别是比如空气压缩机这些的启动需要很大钮矩的,这种无法胜任。

第二类,这种是以前设计的为主,启动性能比前者大,但是微型感应式电容电机只适合启动后稳定运行的,因为微型感应式电容电机的辅助绕组是作为启动使用,启动后就完全依靠主绕组的旋转磁场,已经没有所谓的换相了,因为电容器以及辅绕组在电动机转速到达一个速度后,通过离心开关以及分离,微型感应式电容电机们已经不工作,这种电动机致命的缺点就是,一旦带一些高载荷设备,比如空气压缩机,经常会转转就慢下来,然后又再次通过辅绕组启动,所以实在不适合很多地方,通常只有用在风机等地方才有一些用,但已经被第三类所说的那种电动机取代。

第三类的,微型感应式电容电机的原理就是,微型感应式电容电机既有主绕组,也有辅绕组,也有离心开关,辅绕组和主绕组一同工作,和第一类所说的那种差不多,但这样启动性能下降了怎么办?微型感应式电容电机们就通过离心开关,这种开关是一种双掷开关了,这样启动时候,串一个大容量的电容[俗称启动电容](我们也知道,电容容量越大,移相电流越大,启动性能越好,但太大绕组则会发热)所以,这种电动机,就是在电动机低速时候,并入使用大的电容,这个大电容所提供的电流通常都超过绕组的额定电流,这样的高电流驱动下,旋转磁场非常强烈,从而驱动转子高钮矩输出转动起来。

但启动之后,为了微型感应式电容电机可以避免第二类电动机的缺点,沿用第一类的优点,离心开关离心接到另一个触点上,然后并入一个容量比较小的电容[俗称运转电容],这样辅绕组依然在工作,但电流比启动时候小了

这样,电动机就同时具有了第一类以及第二类的优点,这种电动机目前被广泛应用在单相动力系统中,微型感应式电容电机的确很优秀。

你可以到一些卖切割机以及空气压缩机(但缸的似乎现在很多为了造价低廉还是用第二类电动机,而双缸以上的,几乎都是这种电动机了)的地方看看,电动机上都有2个金属盒,圆柱体的,每个就是装一个电容器,而微型感应式电容电机们一个是启动电容(容量大)另一个则为运转电容(容量小)

大概就是这样,离心开关在第二类中,只起到连接和分断辅绕组(也称启动绕组)以及电容器与电路之间的连接,,而在第三类电动机中,则起到控制辅绕组使用的电容器是大容量的还是小容量的

[例1]一台金龙牌300mm台扇,在中、低挡位不能启动运转,电机发出“哼哼”声;在高挡位时,扇叶运转很慢。 + s, R. ~$ W _4 u7 q1 S9 y! [2 N; ?" g
打开风扇前罩,用手拨动扇叶感觉很吃力,扇叶不能靠惯性转动。拆开机头外壳,发现电机轴承中润滑油已干涸,用注射器在前后轴承中滴进少许润滑油后,拨动扇叶转动自如。
通电试机,发现电机运转仍很不理想,在中、低挡位扇叶只是很缓慢地运转,在高挡位上转速也远达不到要求,吹出来的风很弱。再次拆开电机外壳,发现有部分线圈烧焦变色。再检查电扇机座底板,发现所配用的电容容量为3uF/500V,根据经验容量显然过大。 , ]) D9 B# y- U& p; t/ n) f6 f
经询问用户得知,去年自己曾修过这台风扇,因嫌启动性能不好,就向邻居电工要了一只吊扇用的电容器装了上去,结果风扇越用越坏,最后导致启动线圈发热严重而烧毁。 . _( L/ u. c% u5 J0 s
[例2]一台得康牌家用保健摇摆机,空载时电机带动的搁架摇摆10多分钟即自动停止,而将双腿放上搁架后,只能摇摆几分钟就停了下来。
用户告知:此机因摇摆无力曾送出修理,换了一只电容器后,虽然运转很有力,但运转几分钟就会停下来。
打开摇摆机底板,发现新换上去的电容规格为3uF/400V。通电观察,电机运转10分钟后即停止转动,摸电机外壳很烫,手根本不能在上面停放。这说明控制电路已经处于过热保护状态,电机因保护电路切断电流而停转。换用一只规格为1.5uF/500V的电容,通电试机,电机连续运转了30分钟,机壳只有微热,温度升高正常,并且运转也很有力。* T# A' j7 m0 R& U( l
有的人在维修单相电容运转式电机时,为了提高电动机的启动转矩,常随意选大容量的电容换上,误认为电容容量越大越好。其实,这种做法虽能提高启动转矩,但电机的启动电流也会以更大的比率增加,这对电机是极为不利的。一般情况,在单相电容启动式电机中,启动绕组中串联的电容容量增加1倍,启动转矩只能增加50%,而启动电流却要增加200%。在单相电容运转式电机中,当电容容量增加2倍时,启动转矩虽可增加近2倍,但电机的效率将降低50%。这会使电机几乎不能驱动原来的负载,如继续通电,电机长时间处于过负载状态,将烧坏绕组。 1 I# c+ ?* l. }) D! Z
可见,维修电机时,如果对配用的电容器选择不当,会给电机带来严重后果。更换启动、运转电容时,最好选用与原配置参数相同的电容。如果电容器损坏,又不知道或看不清标注参数,可按下面公式计算选配: " _- V. I: ?/ O7 ^) X) M
C=8JS(uF)
式中,C-配用的电容量,单位为微法(uF);J-电机启动绕组电流密度,一般选5~7A/平方mm;s-启动绕组导线截面积(平方mm)。 ( {0 G% }. G# T
此文例1中金龙台扇电机启动绕组线圈重新绕制后,测出启动绕组线径为0.17mm,则截面积S=0.0226平方mm,选J=7A/平方mm,所以 1 ~6 m4 c. y3 k/ `4 J
C=8×7×0.0226≈1.26uF
实际选配参数为1.2uF±5%,耐压500V的电容。另外应注意电容的耐压值一定要高于400V,以防击穿。

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